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8.9: Cadeias de Transporte de Eletrões
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Electron Transport Chains
 
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8.9: Electron Transport Chains

8.9: Cadeias de Transporte de Eletrões

The final stage of cellular respiration is oxidative phosphorylation, which consists of (1) an electron transport chain and (2) chemiosmosis.

The electron transport chain is a set of proteins and other organic molecules found in the inner membrane of mitochondria in eukaryotic cells and the plasma membrane of prokaryotic cells. The electron transport chain has two primary functions: it produces a proton gradient—storing energy that can be used to create ATP during chemiosmosis—and generates electron carriers, such as NAD+ and FAD, that are used in glycolysis and the citric acid cycle.

Generally, molecules of the electron transport chain are organized into four complexes (I-IV). The molecules pass electrons to one another through multiple redox reactions, moving electrons from higher to lower energy levels through the transport chain. These reactions release energy that the complexes use to pump H+ across the inner membrane (from the matrix into the intermembrane space). This forms a proton gradient across the inner membrane.

NADH and FADH2 are reduced electron carriers produced during earlier cellular respiration phases. NADH can directly input electrons into complex I, which uses the released energy to pump protons into the intermembrane space. FADH2 inputs electrons into complex II, the only complex that does not pump protons into the intermembrane space. Thus, FADH2 contributes less to the proton gradient than NADH. NADH and FADH2 are converted back into electron carriers NAD+ and FAD, respectively.

Both NADH and FADH2 transfer electrons to ubiquinone, a mobile electron carrier that passes the electrons to complex III. From there, the electrons are transferred to the mobile electron carrier cytochrome c (cyt c). Cyt c delivers the electrons to complex IV, which passes them to O2. Oxygen breaks apart, forming two oxygen atoms that each accept two protons to form water.

A fase final da respiração celular é a fosforilação oxidativa, que consiste em (1) uma cadeia de transporte de eletrões e (2) quimiosmose.

A cadeia de transporte de eletrões é um conjunto de proteínas e outras moléculas orgânicas encontradas na membrana interna das mitocôndrias em células eucarióticas e na membrana plasmática em células procarióticas. A cadeia de transporte de eletrões tem duas funções primárias: produz um gradiente de protões—armazenando energia que pode ser usada para criar ATP durante a quimiosmose—e produz portadores de eletrões, como NAD+ e FAD, que são usados na glicólise e no ciclo do ácido cítrico.

Geralmente, moléculas da cadeia de transporte de eletrões estão organizadas em quatro complexos (I-IV). As moléculas passam eletrões entre si através de múltiplas reações redox, movendo eletrões de níveis de energia mais altos para mais baixos através da cadeia de transporte. Essas reações libertam energia que os complexos usam para bombear H+ através da membrana interna (da matriz para o espaço intermembranar). Isso forma um gradiente de protões através da membrana interna.

NADH e FADH2 são portadores de eletrões reduzidos produzidos durante fases anteriores da respiração celular. NADH pode inserir eletrões diretamente no complexo I, que usa a energia libertada para bombear protões para o espaço intermembranar. FADH2 insere eletrões no complexo II, o único complexo que não bombeia protões para o espaço intermembranar. Assim, FADH2 contribui menos para o gradiente de protões que NADH. NADH e FADH2 são convertidos de volta aos portadores de eletrões NAD+ e FAD, respectivamente.

Tanto NADH como FADH2 transferem eletrões para ubiquinona, um portador de eletrões móvel que passa os eletrões para o complexo III. A partir daí, os eletrões são transferidos para o portador de eletrões móvel citocromo c (cyt c). Cyt c entrega os eletrões ao complexo IV, que os passa para O2. O oxigénio divide-se, formando dois átomos de oxigénio, cada um aceitando dois protões para formar água.


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